大卫Viner詹姆斯IL莫里森和克雷格·华莱士
1.1介绍
植物物种的地理分布、植被类型和农业种植模式展示了很强的控制,气候对植物的生长。raybet雷竞技最新太阳能辐射、温度和沉淀值和季节性模式是植物生长的关键决定因素通过各种直接和间接的机制。其他气候特点也是主要因素,如风速和风暴的频率。有越来越多的证据确凿的情况下改变生态系统由于最近(可能人为)气候变化(沃尔特et al ., 2002)。raybet雷竞技最新例如,有一些证据在北极,从土著居民的知识到卫星图像,表明物种分布发生了变化,随着灌木覆盖,提高初级生产力(卡拉汉et al ., 2004)。另一个例子是,植物物种组成挪威中部山区的变化在70年期间,与低地物种进来,snow-bed和高空物种消失(Klanderud &比尔克,2003)。荟萃分析的数据为研究阿尔卑斯草本植物、鸟类和蝴蝶由帕尔玛和尤伊(2003)发现了一个意味着范围约6公里每十年转向两极或每十年海拔6米,这春天的开始拥有先进的日期2天每十年。在农业、有明确的例子最近气候变化影响植物生长和种植潜力或性能。raybet雷竞技最新例如,在亚伯达(加拿大)maize-growing潜力区,定义为温度限制,已经北到200 - 300公里在上个世纪(沈et al ., 2005)。然而,气候变化不仅raybet雷竞技最新影响温带地区。例如,在一些干旱的地区有增加降水,导致增加灌木密度,和其他生态系统的变化(例如布朗et al ., 1997)。总体上,政府间气候变化专门委员会(IPCC, 2001 b)得出的结论是,从集体raybet雷竞技最新证据,有很高的信心,最近的区域温度变化有明显的影响在许多物理和生物系统。这些最近的气候变化可能会加raybet雷竞技最新速人类活动继续扰乱气候系统,和许多评论预测生态系统的严重后果(例如Izaurralde et al ., 2005)和食品供应食品安全(例如赖利et al ., 2003;东方国家的人&应用,2005)。本章概述了最近的过去和未来人为气候变化。raybet雷竞技最新的相关研究已经画在一起,回顾和总结了许多贡献者IPCC
报告(联合国政府间气候变化专门委员会,2001 a - c),因此我们有严重依赖权威的信息来源。
1.2气候系统raybet雷竞技最新
近期和未来的人为气候变化被认为是自然气候变化的环境中。raybet雷竞技最新地球气候的许多组件的复杂raybet雷竞技最新的相互作用的结果:海洋,大气,岩石圈,冰冻圈和生物圈。尽管气候系统最终是由外部驱raybet雷竞技最新动的太阳能改变任何的内部组件,以及它们如何相互作用,以及在接收到的太阳辐射变化会导致气候条件的变化。这些影响通常视为“推手”,能量输入和输出的变化导致气候的修改。raybet雷竞技最新因此有许多气候变化的原因,操作各种时间尺度。raybet雷竞技最新最长的时间尺度等机制地质过程和地球围绕太阳公转轨道的变化(Milankovitch-Croll效应)。后者被认为是潜在的冰期和间冰期的循环机制。地质过程的运动产生的板块和由此产生的重大变化在物理救灾、分布大陆和海洋盆地形状和连通性显然影响了全球气候模式。raybet雷竞技最新地质过程还可以工作在更短的时间通过火山活动。大的,火山爆发可以注入数百万吨的向大气烟尘和灰烬中间反射太阳辐射,创建一个“全球烟尘的面纱”。的坦博拉火山爆发于1815年在东南亚引起广泛的全球变冷,“没有夏天的一年”在欧洲(例如Engvild, 2003;奥本海默,2003)。这种火山raybet雷竞技最新事件通常衰变后的气候影响(如1或2年皮勒1991年6月爆发,造成0.25 - 5°C的平均温度下降1 - 2年在世界的一些地区;汉森et al ., 1996)。然而,一些研究已经表明,非常罕见,足够的时间区域所谓supereruptions可以改变气候导致激进的物种灭绝(Rampino, 2002),尽管这是众说纷纭的问题。raybet雷竞技最新
除了地质和轨道的变化非常敏感,气raybet雷竞技最新候系统固有的和周期性的内部的变化在任何的一个组件,比如洋流。这些可以在年代际时间尺度,比如增加太平洋振荡。或变化可以near-interannual时间表,如证据确凿的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)和北大西洋涛动(NAO)。当在ENSO事件海洋上涌在赤道东太平洋是弱于正常的,由此产生的海面温度和变化风的模式极大地影响整个地区的气候,因此影响生物圈raybet雷竞技最新。例如,在厄尔尼诺年,中国玉米产量下降了5%(τet al ., 2004)和澳大利亚的小麦作物产量与降雨减少的严重程度密切相关(例如尼科尔斯,1985)。NAO宽生态效应(如审核Ottersen et al ., 2001),如确定生长季节的长度在欧洲,在广泛的物候观测明显(见第4章,门泽尔,2003)。的相关性NAO指数被发现与作物产量在欧洲和北美(例如希梅诺et al .,
2002)。整个这样的内部变化对气候的影响很难预测,因为气候系统组件之间的反馈。raybet雷竞技最新例如,一个洋流的变化可能会温暖高纬度地区,导致积雪减少,进而导致更多的土地表面接触和吸收更多的太阳能,结果在一个积极的反馈。
1.3人为气候变化的机制raybet雷竞技最新
尽管大多数公众讨论目前对气候变化的关注raybet雷竞技最新ios版雷竞技官网入口 燃烧,二氧化碳排放和增强“温室效应”,必须指出还有其他组件的人类活动导致的气候变化。raybet雷竞技最新人类活动已经修改,继续修改,地球表面的规模非常大,通过森林砍伐、造林、种植、矿产开采、灌溉、排水和洪水。这些大改变土地覆盖地表短波反射率和水文变化热性能土地的表面。因此,取代森林草场表面能量平衡和增加的比例变化辐射能进入加热空气,减少蒸发,许多研究表明(如冯Randow et al ., 2004)。相反,灌溉的非常大的扩张在以前干旱地区土地覆盖和变化太阳辐射的吸收分区并增加能量转化为蒸发,以及改变surface-atmosphere交流的季节性模式(例如,Adegoke等等。
的关键增强的温室效应是人类改造关键radiation-absorbing大气浓度的气体——二氧化碳,甲烷,一氧化二氮和各种卤烃——导致了气候系统的辐射强迫。raybet雷竞技最新这些气体被释放主要由于工业、运输和国内活动和在较小程度上从农业活动和土地利用变化(联合国政府间气候变化专门委员会,2001年)。直接和间接测定二氧化碳、甲烷和一氧化二氮在大气中在过去的1000年里显示标记和近年来前所未有的浓度的增加(图1.1)。这些增加的开始伴随着快速工业化的北半球在18、19世纪末期,所以自1750年以来,全球平均大气二氧化碳的浓度增加了31%;大约75%的增长来自化石燃料燃烧和25%的土地利用变化(联合国政府间气候变化专门委员会,2001年)。冰核的扩展数据集的分析表明,目前的大气二氧化碳浓度是最高的在过去的420年000年,并可能在过去的2000万年里最高的(联合国政府间气候变化专门委员会,2001年)。甲烷浓度的增加比例更大,自1750年以来已经上涨了151%,而一氧化二氮的浓度同期增加了17%(联合国政府间气候变化专门委员会,2001年)。估计辐射强迫与浓度的增加有关
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